Čo je NERVOUS IMPULSE a ako sa šíri

Nervový impulz je to elektrochemický signál, pomocou ktorého komunikujú neuróny. Vďaka tomuto nervovému impulzu prenášajú neuróny informácie v celom rozsahu nervový systém. V tejto lekcii od UČITEĽA uvidíme čo je nervový impulz, ako sa generuje a akošíri sa pozdĺž neurónu a medzi neurónmi. Objavíme tiež zásadnú úlohu bunkovej membrány neurónov v celom tomto procese.

Nervový impulz je malý výboj elektrickej energie, ktorá sa generuje v neurón soma, sa prenáša cez internet axón k terminálu končí, kde synaptické tlačidlá.

Nervový impulz je a krátky silný signál ktorý sa šíri jednosmerne (nemôže sa vrátiť späť). Je to vlnaelektrická energia ktorý dostáva meno akčný potenciál.

Elektrická energia je energia generovaná príťažlivými silami alebo odpormi medzi nabitými časticami. V neurónoch sú nabitými časticami, ktoré generujú elektrickú energiu, ióny prítomné v cytoplazme a extracelulárnom prostredí. Za tvorbu nervového impulzu je zodpovedná bunková membrána neurónu.

The

bunkové membrány neurónov Sú schopné generovať nervový impulz (elektrickú energiu) vďaka týmto vlastnostiam:

• Bunkové membrány sú polopriepustnýInými slovami, umožňujú priechod iba niektorým látkam, zatiaľ čo sú prekážkou väčšiny zlúčenín. To umožňuje, aby zloženie vnútorného prostredia bunky (cytoplazma) bolo úplne odlišné od zloženia prostredia obklopujúceho bunku (extracelulárne prostredie).
• Membrány majú iónové kanály (transmembránové proteíny), ktoré umožňujú prechod špecifických iónov. Môžu byť otvorené alebo zatvorené.

V prípade neurónových membrán nájdeme špeciálny typ iónového kanála, ktorý sa otvára alebo zatvára v závislosti od elektrických zmien, ktoré membrána zažíva. Oni sú napäťovo riadené iónové kanály. Tieto charakteristiky umožňujú nerovnomerné rozloženie pozitívnych a negatívnych iónov na oboch stranách membrány. Generuje sa silové pole, ktoré dostáva názov Membránový potenciál alebo napätie.

Membrány neurónov sú schopné meniť svoj membránový potenciál transportom iónov cez iónové kanály. Tieto zmeny sa prejavujú v uvoľňovaní energie.

Thekľudový potenciál je membránový potenciál (napätie) neurónu v pokoji. Tento potenciál je mierne negatívny. To znamená, že viac pozitívnych iónov sa hromadí na vonkajšej strane bunky ako na vnútornej strane.

Negatívna hodnota pokojového potenciálu je spôsobená činnosťou Sodno-draselné čerpadlo. Tento iónový kanál čerpá 3 katióny sodíka (Na⁺) z bunky za čerpania 2 iónov draslíka (K.⁺) dovnútra.

Keď dendrit (predĺženie neuronálnej soma) dostáva stimul K zmenám v membránovom potenciáli dochádza v oblasti, do ktorej bol stimul prijatý. Táto malá zmena potenciálu spôsobuje náhlu a náhlu zmenu potenciálu membrány. Je hovor akčný potenciál alebo elektrický impulz, ktorý pozostáva zo série iónových prúdov cez membránu, ktoré uvoľňujú elektrickú energiu (ako malý výboj).

Akčný potenciál alebo nervový impulz má niekoľko fáz:

Depolarizácia

Počiatočná fáza nervového impulzu. Malá zmena potenciálu (napätia) produkovaná stimulom otvára Na kanály⁺ závislé od napätia, ktoré sú citlivé na tieto zmeny.

Dochádza k masívnemu prílivu iónov Na⁺ prostredníctvom týchto kanálov. Zároveň čerpadlo Na⁺/ K.⁺ prestane fungovať a zabráni úniku týchto iónov.

V dôsledku týchto dvoch procesov sa potenciál membrány stáva pozitívnym. Teraz je vo vnútri bunky viac pozitívnych nábojov ako vo vonkajšom prostredí. Polarita membrány bola obrátená vzhľadom na bunku v pokoji a teraz je vnútorná strana pozitívnejšia ako vonkajšia strana.

Hyperolarizácia

Depolarizácia membrány spôsobuje uzavretie napäťovo riadených kanálov a Na⁺ prestane hromadne vstupovať do bunky. Avšak kanály K.⁺ sú otvorené. Tieto kanály umožňujú výstup veľkého množstva iónov K.⁺ do bunkového exteriéru. Tento masívny odtok K + spôsobuje, že membrána sa opäť polarizuje. Vnútorná strana membrány sa stáva opäť negatívnou s akumuláciou negatívnych nábojov väčších ako tá, ktorú predstavuje za pokojných podmienok.

Repolarizácia

V poslednej fáze akčného potenciálu membrána obnoví svoje pokojové podmienky aktiváciou čerpadla Na + / K +, aby sa obnovilo rozloženie nábojov typických pre pokojový stav. Emisia elektrického impulzu teda končí a membrána zostáva v pokojovom stave, pripravená reagovať na príchod nového stimulu.

Nakoniec zistíme, ako sa šíri nervový impulz, a tým dokončíte pochopenie lekcie naplno.

1. Ako sa prenáša akčný potenciál v neuróne

V neurónoch, ktoré sa raz vytvoria v neuronálnej some, sa akčný potenciál (elektrický impulz) pohybuje pozdĺž axón, kým sa nedostane na terminály (synaptické tlačidlá), kde spôsobí uvoľnenie neurotransmiterov do vesmíru synaptický.

Akčný potenciál generovaný v bode membrány, ktorá prijíma stimul, spôsobuje podobné zmeny v susednom fragmente membrány pred zmiznutím.

Týmto spôsobom a reťazová reakcia ktorý prechádza celým axónom až po jeho najvzdialenejšie zakončenie.

K prenosu akčného potenciálu dochádza podľa zákona všetkého alebo nič. Akčný potenciál preto zostáva konštantný po celej dráhe axónu.

Prenosová rýchlosť

Myelínové puzdro je lipidový obal, ktorý lemuje axón vo väčšine neurónov u cicavcov. Tento povlak obklopuje nervové vlákna poskytujúce elektrickú izoláciu. Tento myelínový obal je tvorený Schwannovými bunkami alebo oligodendrocytmi, ktoré obklopujú axón neurónu. Myelínový obal nie je spojitý, ale je prerušený krátkymi nemyelinizovanými medzerami, ktoré sa nazývajú Ranvierove uzliny.

Ranvierove uzliny sú jedinými fragmentmi membrány, ktoré sú v kontakte s extracelulárnou tekutinou myelínových neurónov; koncentrujú sodíkové a draselné kanály, cez ktoré prebieha výmena iónov charakterizujúca akčný potenciál.

Podľa toho, či sú neuróny myelinizované alebo nie, je prenosová rýchlosť iná:

• V nemyelinovaných neurónoch (bez myelínového plášťa) sa prenos elektrického impulzu uskutočňuje po celej dĺžke axónu, čo je proces relatívne pomalý.
• V myelinizovaných neurónoch k prenosu stimulu dochádza od skokový režim, to znamená pri skokoch medzi jedným Ranvierovým uzlom a druhým, čo výrazne zvyšuje rýchlosť prenosu elektrického impulzu. Okrem zvýšenia rýchlosti prenosu má skokový prenos výhodu v tom, že je úspornejší na energetickej úrovni.

2. Ako sa prenáša akčný potenciál medzi neurónmi

Neuróny medzi sebou komunikujú prostredníctvom špecializovaných medzibunkových spojov tzv synapsia.

Na synapse sa musí transformovať elektrický impulz (akčný potenciál), ktorý prechádza neurónom prechodne v chemickom signáli, aby bolo možné prekonať malý priestor synaptickej štrbiny, ktorá oddeľuje dva neuróny.

Keď elektrický impulz, ktorý prechádza pozdĺž emitujúceho neurónu, dosiahne jedno zo synaptických tlačidiel na konci axónu; dochádza k uvoľňovaniu chemických poslov uložených vo vezikulách synaptického gombíka do synaptického priestoru.

Tieto molekuly sa dostanú do svojho cieľa cez synaptický priestor a viažu sa na dendritické receptory neurónu receptora.

Táto únia spúšťa nový elektrický signál v prijímajúcom neuróne, čím šíri nervový impulz. Tento prenos informácií je známy ako synaptický prenos.